Устройство для декодирования циклических кодов Советский патент 1988 года по МПК H03M13/15 

t вЛ «.АТ-в„ 4 Н

r-OJr- nJ г-Ни AJ JU -JIJ pLJ -pLr

Сшц

a

с

Такт

BxoS тактоВиг г инпуп сой I

Р

Ёвп-л

Сшн.

Сии.

ё

Смя.впв

8№д

tfwi

yftffff.

tnS вхе

уст.

З&пяси

Wffui. вмв

W.

D

55

9ua.r

рхемы устройства. Устройство реализу- ет модифицированньй метод вылавливания ошибок, применимый в тех случаях, когда по меньшей мере при одном из циклических сдпигов кодового слова на информационные разряды попадает не более одного искаженного кодового символа. Этот метод применим ко всем :15нклическим кодам длины п 45, а также к многим более длинным кодам, |Декодированив производится 3an(k+1)

I Изобретение относится к передаче дискретной информации по каналам свя- зи и может быть использовано в системах передачи сигналов на фоне помех, в частности в системах телеуправления и телеконтроля радиовещательного оборудования .

Целью изобретения является повьппе- ние надежности путем упрощения схемы устройства.

Устройство реализует известный мо дифицированный метод вьшавливания ошибок, применимьй ко всем коротким циклическим кодам длины п .45, а так же ко многим более длинным кодам.

На фиг, 1 изображена функциональ ная схема предлагаемого устройства, на фиг, 2 - схема порогового элемента. .

Устройство (фиг, 1) содержит п- разрядный буферный регистр 1, генератор 2 синдрома, .RS-триггер 3, гене- .ратор 4(n-k)-разрядного кода, где k - число информационных разрядов кода, распределитель 5 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАЮВЩЕ ИЛИ 6,.,., пороговый элемент 7, группу элементов И В,-8 5 элемент И 8n. и генератор 9 импульсов,

Пороговый элемент (фиг, 2) содержит триггер 10, .ограничительные элементы 11 и 12, компаратор 13 и две группы согласуюпщх элементов 14.1- 14,2 и 15,).

Резисторы первого 14,1 и второго 14.2 согласующих элементов 6 первой гр уппы имеют номинальную величину цопротиБления R1 и R2 соответственно

шагов работы устройства (где п и k- соответственно длина кода и число информационных символов). Устройство состоит из буферного регистра 1, генератора Синдрома 2, триггера 3, ге- vHepaTopa 4 n-k-разрядного кода,распределителя 5 импульсов,элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6,6„, , порогового элемента 7, группы элементов И , элемента И 8, и генератора 9 им- пульсов, 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

резисторы первого 11 и второго IT ограничительных элементов - R3 и R4, резисторы согласующих элементов второй группы - R5,

В исходный момент триггер 10 находится в состоянии О, при этом на первом выходе триггера потенциал О, на втором выходе потенциал +U, на первом входе компаратора потенциR и оТТпо (внутренним сопротивлениК.

ем отпертых диодов пренебрегаем)« Если на S из (n-k) сигнальных входов - сигнал 1, а на остальных - сигнал О, то открыты S соответствующих диодов, включенных последовательно с резисторами 15,1-15,(n-k) а остальные (n-k- S) диодов заперты. При этом потенциал на втором входе компаратора равен и Компаратор

вьдает на выходе сигнал 1 в том случае, если сигнал на его первом входе меньше, чем сигнал на втором входе, и вьщает сигнал О в противном случае. Величины R1 и R3 выбираются такими, чтобы

и Б1- т, M/s

R1+R3R4+R57S

Для переключения порога сигнал 1 подается на S-вход триггера, переводя его в состояние 1, В результате потенциал на первом входе компаратора становится равным U g5+R3 ° кальку порог должен быть переключен

со значения t на значение (t-1), то

R2 нахол 1тся из условия U Го т

п R5() RA+R5/(t-T)

Устройство реализует известный модифицированный метод вылавливания ошибок. Этот метод можно применять в тех случаях, когда по меньшей мере при одном из циклических сдвигов кодвого слова на информационные разряды попадает не более одного искаженного кодового символа.

Принимаемая п-символьная кодовая комбинация записывается из канала в буферный регистр 1. После этого на вход тактовых импульсов подаются п тактовых импульсов. Каждый такой импульс осуществляет циклический сдвиг на один разряд содержимого буферного регистра и генератора 2 синдрома. В последнем в соответствии с известным устройством каждый раз образуется синдром, соответствующий сдвинутому кодовому слову. Каяэдый тактовый импульс переводит также триггер 3 в состояние 1. При этом открывается элемент 8„ и импульсы от генератора 9 проходят через него, попадая на вход сдвига генератора 4(n-k)- разрядного кода и вход распределителя 5 импульсов. В начальный момент генератор 4 находится в состоянии О, а со всех его выходов снимается сигнал О. Также и на всех выходах распределителя 5 импульсов в начальный момент - сигнал О. .

Если вектор синдрома, записанный

в генераторе 2 синдрома, имеет вес, не превьшающий t, то ошибки содержатся только в первьпс (n-k) разрядах кодовой комбинации (проверочных разрядах) и могут быть исправлены путем поразрядного прибавления вектора синдрома к первым (n-k) разрядам кодовой комбинации. Таким образом, после прихода тактового импульса на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6/6, оказьгоается вектор синдрома. Подключенный к этим выходам пороговый элемент 7 фиксирует, что превышает ли вес двоичного вектора на его входах величину t. Если-превьшгает, то на выходе порогового элемента - сигнал О, в противном случае - сигнал 1. Если ошибочные символы имеются только в проверочных разрядах, то после прихода тактового импульса

0

5

0

25

на выходе-порогового элемента 7 возникает сигнал 1. Этот сигнал проходит через те из элементов И 8,-8„ на первые входы которых подается сигнал 1 с выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ НИИ, а именно через те из соответствующих проверочным символам элементов И ,, которые соответствуют ненулевым Символам синдрома. Сигналы с выходов этих элементов попадают на счетные входы триггерных ячеек буферного регистра, соответствующих проверочным разрядам, и переводят эти ячейки в противоположное состояние. Тем самым оказываются исправленными ошибки в комбинации, записанной в буферном регистре. Это первый шаг декодирования.

Если один ошибочньш символ попадает на информационный разряд, а все остальные ошибочные символы - на проверочные разряды, то ошибки исправляются в течение одного из k последующих шагов до прихода следующего тактоврго импульса (т.е. между Каждыми двумя тактовыми импульсами происходят (k+1) шагов декодирования). Второй шаг декодирования происходит

0 при прохождении первого импульса от генератора 9 через элемент И 8, . Этот импульс осуществляет один сдвиг в генераторе 4 и распределителе 5 импульсов. После этого сдвига на первом выходе распредел ителя 5 оказывается сигнал 1, а на всех других его выходах - сигнал О. Сигнал 1 с первого выхода распределителя 5 осуществляет параллельную запись в генератор 4 последних k столбцов пр оверочной матрицы двоичного вектора, соответствующего (n-k+1)-My столбцу проверочной матрицы. Одновременно сигнал 1 подается и на управ5 ляющий вход порогового элемента, в результате .чего меняются его порогового значения t на значение (t-1). До окончания данного такта величина порога более не переключается.

5

0

0

55

Если один ошибочный символ попадает на (n-k+1)-й разряд кодовой комбинации (т.е. на первый.информационный разряд), а все остальные ошибочные символы - на первые (n-k) разрядов (проверочные разряды), то вектор синдрома отличается от (n-k+1)-ro столбца проверочной матрицы не более чем

в (t-1) символах, причем номера отли- чрющихся символов соответствуют номерам пораженных ошибками проверочных р|азрядов. Таким образом, в указан- Н|Ом случае срабатывает пороговый эле- 5 NJeHT 7, т.е. на его выходе возникает сигнал 1. Этот сигнал проходит через те из элементов И 8,-8.ц, ко- fopbie соответствуют номерам отличаю- 1дахся разрядов в векторе синдрома и {n-k-«-1)-M столбце проверочной матри- уь1, т.е. номерам ошибочных провероч- Ных символов. В результате значения Этих проверочньк символов в буферном

10

ших (п-1) тактов работы устройства декодирования.

Каждый новый такт начинается с приходом очередного импульса на вход тактовых импульсов. При этом происходят 13 1клический сдвиг содержимого буферного регистра 1, а также сдвиг в генераторе 2 синдрома, в результате чего на выходах последнего возникнет синдром, соответствующий сдвинутой кодовой комбинации в буферном регистре 1. С приходом каждого тактового импульса триггер 3 переводится в состояние 1, в результате про|5егистре 1 изменяются на противополож- исходят указанные (k+1) шагов декодиные, а ошибки в этих символах исправ- пяются. Одновременно сигнал с выхода порогового элемента про ходит через элемент И 8 ., , открытый по пер- вому входу сигналом с выхода распре- |делителя 5, и изменяет значение (n-k+1)ro (опибочного) символа. Если распределение ошибочных символов в ,|кодовой комбинации иное,то процесс

исправления ошибок продолжается.

Третий шаг декодирования происходит при появлении второго импульса на выходе элемента И 8, ,, Этот импульс производит сдвиг в генераторе 4, в результате в нем оказывается записан™ ным кодовьш вектор, соответствующий .(n-k-i-2)-My столбцу проверочкой матрицы. Кроме, того, происходит также сдвиг в распределителе 5 импульсов, а сигнал 1 появляется на его втором выходе. Если один ошибочный символ приходится на ()-й разряд кодовой комбинации, а остальные - на первые (n-k) разрядов, то точно так же, как и з гзредьщущем случае, все оиибки исправляются.

Аналогично происходят и дальнейшие шаги декодирования, вплоть до (k+1) го шага. По окончании последнего (k+1)-го шага сигнал 1 возникает ка (k+1)-M выходе распределителя 5 и устанавливает в состояние О триггер 3. В результате сигнал с второго выхода этого триггера устанавливает на О генератор 2 синдрома и генератор 4, а также переводит в исходное состояние пороговый элемент 7. Если XOTI при одном из (k-i-1) шагов декодирования на выходе порогового элемента 7 оказывается сигнал 1, то все ошибочные символы исправляются, В противном случае исправление ошибок может произойти при одном из последую

ших (п-1) тактов работы устройства декодирования.

Каждый новый такт начинается с приходом очередного импульса на вход тактовых импульсов. При этом происходят 13 1клический сдвиг содержимого буферного регистра 1, а также сдвиг в генераторе 2 синдрома, в результате чего на выходах последнего возникнет синдром, соответствующий сдвинутой кодовой комбинации в буферном регистре 1. С приходом каждого тактового импульса триггер 3 переводится в состояние 1, в результате происходят указанные (k+1) шагов декоди0

5

0

рования. Таким образом, весь процесс декодирования осуществляется за n(k+ +1) шагов, а исправление ошибок происходит лишь при одном из этих шагов, либо когда все ошибочные символы по падают на позиции проверочных разрядов, либо когда один ошибочный символ попадает на какую-либо из позиций информационных разрядов, а остальные ошибочные символы - на позиции проверочных разрядов. По окончании п тактов и, соответственно, п сдвигов в буферном регистре 1 в последнем вновь оказывается записанной исходная кодовая комбинация с исходным порядком следования символов, однако с исправленными ошибками.

Указанный метод без каких-либо дополнительных проверок можно приме- нять к любому циклическому коду, па- раметры которого удовлетворяют соотношению

40-|- -2.

где п - длина кода ;

k - число информационных симво°лов;t - число исправляемых кодом

ошибок.

Этому соотношению удовлетворяют все известные короткие циклические коды (при п 45) и многие более длинные коды.

Формула изобретения

. 1. Устройство для декодирования циклических кодов, содержащее п-раз-: рядный буферный регистр и генератор синдрома, сигнальные и тактовые входы которых объединены и являются

45

50

55

сигнальнь1м и тактовым входами устройства соответственно, группу из п элементов И, элемент И, распределитель импульсов и триггер, выход п- разрядного буферного регистра является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем упрощения, в него введены генератор (n-k)-разрядного кода,где k - число информационных разрядов п-разрядного .кода, генератор импульсов, пороговый элемент и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы генератора синдрома и генератора (n-k)-paзpяднoгo кода соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых соединены с сигнальными входами порогового элемента и первыми входами первых (n-k)-элементов И группы, первые k выходов распределителя импульсов соединены с первыми входами остальных элементов И группы, вькод ftop6roвого элемента соединен с вторыми входами всех элементов И группы, выходы которых соединены с входами соответствующих разрядов п-разрядного буферного регистра, первый выход раслре- делителя импульсов соединен с входом управления порогового элемента и входом записи генератора (n-k)-разрядного кода, (k+1)-й выход распределителя, импульсов соединен с R-входом триггера, S-вход которого подключен

10

15

25 зо4293258

к тактовому входу устройства, инверсный выход триггера соединен с входа- .ми установки генератора (n-k)-pa3- рядного кода и порогового элемента, прямой выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход - с входом сдвига генератора ()-разрядного кода и входом распределителя импульсов.

20

35

Фаз. 2